从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法与流程

598 编辑：中冶有色技术网来源：澳创万合（深圳）科技有限公司

2023-10-08 13:56:47

1.本发明涉及从石英尾泥中提取高纯硅微粉选矿方法，属于选矿技术领域。

背景技术：

2.石英是一种常见非金属矿产资源，石英粉可以通过提纯加工的方式得到高纯硅微粉，得益于其十分稳定的物理与化学特性，不仅可广泛应用于冶金，板材，涂料等传统行业领域，同时在高新行业领域例如航天航空，太阳能，芯片等也有着不可替代的地位与作用。

3.硅质资源和石英尾矿中的铝、铁、泥(主要是粘土)等杂质含量较高，因其纯度不足而无法得到有效的开发利用，只能用于低端要求的行业，经济价值不高，甚至因无经济价值而被放弃，造成过度堆集而给周边环境带来了巨大的污染和安全隐患。

4.国内石英尾砂提纯技术起步晚，发展比较缓慢，高纯石英砂提纯技术主要采用酸洗工艺，硅微粉产品提纯技术普遍采用“磁选-浮选-酸洗”工艺。该工艺过程复杂、生产成本高、污染环境，并且硅微粉中的“黄皮”和“黑点”等杂质不能有效去除，成为行业技术“瓶颈”难题，一直制约着石英尾泥深加工产业的发展，造成大量石英尾泥中有价非金属矿物不能及时得到有效回收和利用。

技术实现要素：

5.本发明目的是提供一种适于从含泥量大，含铁、钾、钠、钙、镁、铝和有机炭等杂质高的石英尾泥中提取高纯硅微粉的物理选矿方法，该选矿方法生产成本低、无环境污染、整个生产过程无尾化。

6.本发明是这样实现的：从石英尾泥提取高纯硅微粉选矿方法，石英尾泥首先经过振动筛分机筛除粗颗粒和杂质物，大于0.12mm物料单独堆存另行处理，小于0.12mm粒级物料进入二级搅拌桶调浆，经调浆后通过渣浆泵送至分离塔进行三次脱泥：一级分离塔溢流排入沉淀池，底流经搅拌桶调浆后进入二级分离塔进行二次脱泥，二级分离塔溢流排入沉淀池，底流经搅拌桶调浆后进入三级分离塔进行三次脱泥，三级分离塔底流泵送至高频振动脱水筛进行脱水，筛上产品堆存于原料成品仓，高频振动脱水筛下物料和前三级分离塔溢流混合料排入沉淀池内，沉淀池溢流可作为选矿过程回水再利用；经脱泥后的石英细泥产品由皮带喂料机给到皮带输送机上，再由皮带输送机送到球磨机给矿小车进入球磨机内，球磨机磨矿产品排入泵池，矿浆通过渣浆泵送入水力旋流器组进行分级，分级溢流产品细度控制在-0.043mm占95~98wt%，旋流器沉砂给入连续球磨机内进行磨矿处理，整个过程构成磨矿分级闭路循环流程。旋流器溢流给入高频振动脱渣筛，筛下产品通过渣浆泵送入磁选作业；磁选作业设备采用超导磁选机进行分选，旋流器分级溢流产品通过渣浆泵送至磁选机进行一次磁选作业，得到一次磁选精矿和一次磁选尾矿；磁选精矿经调浆后，进入二次磁选作业，得到二次磁选精矿和二次磁选尾矿；二次磁选精矿经调浆后，进入三次磁选作

业，最终获得三次磁选精矿产品（即低铁高纯硅微粉产品）和三次磁选尾矿产品。前三次磁选尾矿产品合并成为中矿产品（即高铁高硅产品）；三次磁选后精矿产品经浓缩塔和盘式真空过滤机二段脱水，获得含水率在10~15wt%的高纯硅微粉精矿，再经过盘式连续干燥设备烘干干燥后，最终获得含水率在1wt%左右的高纯硅微粉产品。

7.澳创万合（深圳）科技有限公司（中澳硅基创新团队）组织核心科研人员，以广东湛江、江西吉安和湖南怀化等地石英尾泥资源为研究对象，在现场实地调研、取样，充分了解当地石英矿石结构构造、矿物种类及赋存状态、矿物共伴生关系及镶嵌关系、粒度分布情况、有价组分及杂质在选矿富集过程中的迁移分布规律及在不同的粒度条件下单体解离程度等工艺矿物学性质研究成果的基础上，进行了脱泥、钾钠钙铝铁杂质组分分离、脱除有机炭、除铁、磨矿细度及细泥沉降分离等小试和中试石英尾泥深度提纯技术研发，形成了预先调浆-脱泥-磨矿-分级-再磨矿-磁选工艺处理石英尾泥，并获得了成功。目前，本发明已经过500公斤物料扩大连续性试验检验，验证了该项选矿工艺的稳定性、连续性和可靠性。本发明主要是针对生产玻璃砂过程中产生的细粒尾泥、大理岩加工过程产生的细泥、含钾钠长石及高岺土等细泥的处理工艺。本发明各工序手段常规、易在工业生产中实现，采用预先调浆-脱泥-磨矿-分级-再磨矿-磁选工艺深度提纯高纯硅微粉，与传统工艺相比，降低了生产成本、简化生产流程，生产过程无化学污染，环境友好。本发明立足解决石英尾泥中含泥量大、杂质成分复杂、有机质炭影响硅微粉产品品质和白度等难题，生产工艺较传统流程简单，生产成本低，无二次污染，且易在生产中实现。

8.本发明的特点和优点如下：1、细泥分离工艺：鉴于该类型的尾泥粒度细且含泥量大，该工艺采用预先多级化浆、粗细归队、分离塔和旋流器组合脱泥抛尾工艺；2、脱水设备配置：采用高频振动筛对脱泥产品进行脱水，盘式真空过滤机对高纯硅微粉和铁渣进行脱水，自动隔膜板框压滤机对溢流细粒进行脱水，设备工艺配置能耗低、脱水效果明显；3、磨矿-分级闭路循环工艺：解决了有用矿物过粉碎和单体解离度不好的问题，有机质炭得到有效去除，提高了硅微粉的品质和白度, 产品白度达到95.1，品位达到99.49wt%；4、多级超导磁选工艺：采用三段串联磁选流程，有效地降低了硅微粉中铁含量，产品纯度得到有效提高，高纯硅微粉中铁含量由0.030wt%降低至0.0078wt%；5、经上述工艺中各工序的有机结合，使得含泥高、含钾、钠、钙、镁、钛和铁等多项杂质的石英尾泥经过深度提纯后，sio2：99.49wt%、k2o、na2o、mgo、tio2均小于0.010wt%，fe2o3为0.0078wt%。

附图说明

9.图1绘示本发明的工艺流程示意图；图2绘示广东省湛江市亿龙矿产公司石英尾泥样品原矿化验结果表；图3绘示广东省湛江市亿龙矿产公司石英尾泥样品原矿采用本发明后获得的选矿工艺指标化验结果表。

具体实施方式

10.以广东省湛江市亿龙矿产公司石英尾泥提纯高纯硅微粉为例，该样品原矿化验结果见图2：该样品矿物鉴定结论如下：（1）主要成分为sio2，主要杂质元素为al2o3、k2o、na2o、cao、mgo、tio2和fe2o3等，主要杂质成分为云母等；（2）产品粒级偏细：-0.12~+0.043mm占50wt%，-0.043~+0.020 mm占33wt%，-0.020mm占17wt%。

11.该石英尾泥样品采用下述工艺流程，获得的选矿工艺指标见图3：工艺流程如下：1. 给料：原料通过喂料机给入直径 φ1米的搅拌桶调浆，浓度控制在25~30wt%。矿浆由隔膜泵送至另一台直径 φ1米的搅拌桶内搅拌，再由立式砂泵送入分离塔进行脱泥；2. 泥砂分选：矿浆在一定压力作用下，通过特殊分选装置（直径φ1米的分离塔）进行泥砂分选，分离塔溢流为尾泥产品，分离塔底流为脱泥产品，脱泥产品进行调浆，浓度在25~30wt%，经过2次分离塔脱泥，获得最终分选粗精矿产品；3. 粗精矿脱水：采用高频振动细筛对分选粗精矿进行脱水，获得脱除水分后的粗精矿产品，含水率为10~15wt%；4. 磨矿-分级循环：将脱水后物料分批给入φ1200×1420mm连续型球磨机进行磨矿，磨矿产品用φ200mm水力旋流器进行控制分级，分级溢流产品粒级范围控制在-0.074mm占95~98wt%，分级沉砂返回球磨机进行再磨；5. 多级磁选：采用型号acwhsl-500gg超导磁选机对旋流器溢流进行三次串联磁选，得到磁选精矿产品（低铁高纯硅微粉1）和磁选尾矿产品（高铁高硅微粉2）；6. 过滤：采用盘式真空脱水机对磁选精矿产品脱水，得到含水率在10~15wt%的高纯硅微粉精矿产品；各段磁选尾矿合并为中矿产品，采用真空盘式过滤机脱水，得到含水率在10~15wt%的高铁高硅产品；滤液排入沉淀池，加入絮凝剂澄清，上清液可作为选矿回水使用；7. 烘干干燥：高纯硅微粉精矿经盘式连续干燥机进行烘干和干燥，得到含水率小于1wt%高纯硅微粉产品。

12.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应当视为属于本发明的保护范围。技术特征：

1.从石英尾泥提取高纯硅微粉选矿方法，其特征在于，包括：（1）物矿加工过程中产生的尾泥（-0.120mm），不仅限于从玻璃砂生产过程产生的石英尾泥中提取高纯硅微粉选矿方法，也适用于从大理岩、长石、碳酸岩、高岺土及云母等非金属矿物加工生产过程中产生尾泥中提纯钾、钠、钙、镁和铝等非金属矿产品的选矿方法；（2）石英尾泥经过水洗脱泥，去除其中大量矿泥和黏土；（3）水洗矿泥和黏土用浓缩池收集，上清液返回选矿流程作为回水使用，底流经过滤后堆存尾矿仓；（4）将脱泥产品进行磨矿，并通过分级，控制磨矿产品细度；（5）分级产品经过磁选，得到磁选精矿产品；过滤后得到含湿率10wt%-15wt% 高纯硅微粉精矿；（6）高纯硅微粉精矿经烘干干燥后，制成高纯硅微粉产品，其含湿率小于1wt%。2.根据权利要求1所述的从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法，其特征在于，步骤（1）中非金属矿产品主要包括：高岺土精矿、氧化铝精矿、钾长石、钠长石精矿和云母精矿等。3.根据权利要求1所述的从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法，其特征在于，步骤（2）水洗脱泥工艺采用的主要设备是分离塔和水力旋流器。4.根据权利要求1所述的从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法，其特征在于，步骤（3）过滤设备采用自动隔膜板框压滤机。5.根据权利要求1所述的从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法，其特征在于，步骤（4）磨矿过程采用闭路磨矿-分级流程，磨矿浓度控制在75wt%~80wt%（质量百分比），磨矿设备采用连续球磨机，衬板采用高铝合金材料，铝含量92wt%~95wt%，磨矿介质采用高铝合金材料，铝含量92wt%~95wt%；分级设备采用水力旋流器，分级产品细度控制在-0.043mm粒级为95wt%~98wt%。6.根据权利要求1所述的从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法，其特征在于，步骤（5）磁选过程采用三次精选流程，磁选精矿过滤后为高纯硅微粉产品，磁选尾矿过滤后为高铁高硅产品，三段磁精选设备采用超导磁选机。7.根据权利要求1所述的从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法，其特征在于，步骤（6）烘干干燥设备采用盘式连续干燥机。8.根据权利要求6所述的从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法，其特征在于，磁选尾矿和磁选精矿产品过滤设备采用盘式真空脱水机。9.根据权利要求1~8所述的从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法，其特征在于，高纯硅微粉产品二氧化硅含量99.30wt%~99.50wt%，三氧化二铁含量0.0078wt%~0.013wt%，自然白度为90~96，烧白度（1200℃保温30分钟）95~98。

技术总结

本发明公开了一种从石英尾泥提取高纯硅微粉的选矿方法，该方法旨在解决石英尾泥含泥量重、金属杂质含量高、有机质影响硅微粉品质白度和选矿成本较高的问题。具体方法包括：石英尾泥调浆、分离塔脱泥、磨矿、控制分级、超导磁选和过滤烘干等过程。提取的高纯超白硅微粉产品，二氧化硅含量99.30 wt%~99.50wt%，三氧化二铁含量0.0078 wt%~0.013wt%，自然白度为90~96，烧白度（1200℃保温30分钟）95~98。烧白度（1200℃保温30分钟）95~98。烧白度（1200℃保温30分钟）95~98。

技术研发人员：罗晓华罗川龙文

受保护的技术使用者：澳创万合（深圳）科技有限公司

技术研发日：2022.01.10

技术公布日：2022/4/5

声明：

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